JP2582562B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device for internal combustion engine

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JP2582562B2
JP2582562B2 JP62036897A JP3689787A JP2582562B2 JP 2582562 B2 JP2582562 B2 JP 2582562B2 JP 62036897 A JP62036897 A JP 62036897A JP 3689787 A JP3689787 A JP 3689787A JP 2582562 B2 JP2582562 B2 JP 2582562B2
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【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関における空燃比の制御装置に関す
る。
The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine.

〈従来の技術〉 電子制御燃料噴射装置を備えた内燃機関にあっては燃
料噴射弁は、機関の回転に同期して与えられる駆動パル
ス信号によって開弁し、その開弁期間中、所定圧力の燃
料を噴射することになっている。従って燃料噴射量は駆
動パルス信号のパルス幅により制御され、このパルス幅
をTiとして燃料噴射量に相当する制御信号とすれば、目
標空燃比である理論空燃比を得るために、Tiは次式によ
って定められる。
<Prior Art> In an internal combustion engine equipped with an electronically controlled fuel injection device, a fuel injection valve is opened by a drive pulse signal given in synchronization with the rotation of the engine. The fuel is to be injected. Therefore, the fuel injection amount is controlled by the pulse width of the drive pulse signal. If the pulse width is set as Ti and a control signal corresponding to the fuel injection amount is obtained, to obtain the stoichiometric air-fuel ratio which is the target air-fuel ratio, Ti is given by the following equation. Determined by

Ti=Tp・COEF・α+Ts 但し、Tpは基本噴射量に相当する基本パルス幅で便宜
上基本噴射量と呼ぶ。Tp=K・Q/NでKは定数,Qは機関
吸入空気流量,Nは機関回転数である。COEFは水温補正等
の各種補正係数である。αは後述する空燃比のフィード
バック制御(λコントロール)のためのフィードバック
補正係数である。Tsは電圧補正分で、バッテリ電圧の変
動による燃料噴射弁の噴射流量変化を補正するためのも
のである。
Ti = Tp · COEF · α + Ts where Tp is a basic pulse width corresponding to the basic injection amount, and is referred to as a basic injection amount for convenience. Tp = K · Q / N where K is a constant, Q is the engine intake air flow rate, and N is the engine speed. COEF is various correction coefficients such as water temperature correction. α is a feedback correction coefficient for air-fuel ratio feedback control (λ control) described later. Ts is a voltage correction amount for correcting a change in the injection flow rate of the fuel injection valve due to a change in the battery voltage.

λコントロールについては、排気系にO2センサを設け
て実際の空燃比を検出し、空燃比が理論空燃比より濃い
か薄いかをスライスレベルと比較することにより制御す
るわけであり、このため、前記のフィードバック補正係
数αというものを定めて、このαを変化させることによ
り理論空燃比に保っている。
For λ control, an O 2 sensor is provided in the exhaust system to detect the actual air-fuel ratio, and control is performed by comparing whether the air-fuel ratio is higher or lower than the stoichiometric air-fuel ratio with the slice level, and therefore, The feedback correction coefficient α is determined, and the stoichiometric air-fuel ratio is maintained by changing this α.

ここで、フィードバック補正係数αの値は比例積分
(PI)制御により変化させ、安定した制御としている。
Here, the value of the feedback correction coefficient α is changed by proportional integration (PI) control to achieve stable control.

即ち、O2センサの出力電圧とを比較し、スライスレベ
ルよりも高い場合、低い場合に、空燃比を急に濃くした
り、薄くしたりすることなく、空燃比が濃い(薄い)場
合には始めにP分だけ下げて(上げて)、それからI分
ずつ徐々に下げて(上げて)いき、空燃比を薄く(濃
く)するように制御する。
That is, the output voltage of the O 2 sensor is compared, and when the air-fuel ratio is higher (higher) or lower than the slice level, the air-fuel ratio is not suddenly increased or decreased. First, the air-fuel ratio is controlled so as to decrease (increase) by P and then gradually decrease (increase) by I minutes to decrease (increase) the air-fuel ratio.

但し、λコントロールを行わない条件下ではαをクラ
ンプし、各種補正係数COEFの設定により、所望の空燃比
を得る。
However, under the condition that λ control is not performed, α is clamped, and a desired air-fuel ratio is obtained by setting various correction coefficients COEF.

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記のように空燃比フィードバック制
御時にフィードバック補正係数をいわゆるPI制御によっ
て行う方式では、空燃比を理論空燃比との大小関係のみ
を考慮した制御であったため、オーバーシュート,アン
ダーシュート量が大きくなり、結果的に空燃比の変動巾
が大き過ぎてサージトルクを大きく発生して乗り心地を
悪くしたり排気浄化触媒の浄化効率が悪くCO,HC,NOx
の排出量を充分制御することができない等の問題があっ
た。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the method of performing the feedback correction coefficient by so-called PI control during the air-fuel ratio feedback control as described above, the control is performed in consideration of only the magnitude relationship between the air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio. As a result, the amount of overshoot and undershoot becomes large, and as a result, the fluctuation range of the air-fuel ratio is too large to generate a large surge torque, thereby deteriorating the ride comfort and the purification efficiency of the exhaust purification catalyst, resulting in poor CO, HC, NO There were problems such as the inability to sufficiently control the amount of emission of x and the like.

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
もので、空燃比の変化速度をも考慮してフィードバック
補正係数を設定する構成とすることにより、空燃比の変
動をより効果的に抑制し、もってサージトルクを低減し
て機関回転を安定化することができると共に排気浄化性
能を高めるようにした内燃機関の空燃比制御装置を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and by adopting a configuration in which the feedback correction coefficient is set in consideration of the speed of change of the air-fuel ratio, the fluctuation of the air-fuel ratio is more effectively achieved. It is an object of the present invention to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, which suppresses, thereby reduces the surge torque and stabilizes engine rotation, and enhances exhaust purification performance.

〈問題点を解決するための手段〉 このため本発明は第1図に示すように機関運転状態を
検出する機関運転状態検出手段と、 検出された機関運転状態に基づいて燃料の基本供給量
を設定する基本燃料供給量設定手段と、 機関に吸入される混合気の空燃比を検出する空燃比検
出手段と、 検出された空燃比と目標空燃比とを比較し、両者の大
小関係に応じて前記基本燃料供給量をフィードバック補
正するためのフィードバック補正係数を積分制御又は比
例積分制御により設定するフィードバック補正係数設定
手段と、 空燃比検出手段による検出値の変化速度を算出する空
燃比検出値変化速度算出手段と、 空燃比検出手段による検出値の基準値からの偏差を算
出する空燃比検出値偏差算出手段と、 空燃比検出値の変化速度と空燃比検出値の基準値から
の偏差とに基づいて、前記フィードバック補正係数設定
手段によって設定されたフィードバック補正係数を修正
するようにフィードバック補正係数の修正値を設定する
フィードバック補正係数修正値設定手段と、 前記基本燃料供給量設定手段で設定した基本燃料供給
量,前記フィードバック補正係数設定手段で設定したフ
ィードバック補正係数,前記フィードバック補正係数修
正値設定手段で設定された修正値とに基づいて燃料供給
量を設定する燃料供給量設定手段と、 前記燃料供給量設定手段により設定した燃料供給量に
相当する燃料供給信号に応じて燃料を機関に供給する燃
料供給手段とを備えた構成とする。
<Means for Solving the Problems> For this reason, the present invention provides an engine operating state detecting means for detecting an engine operating state as shown in FIG. 1, and a basic fuel supply amount based on the detected engine operating state. Means for setting the basic fuel supply amount to be set; air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to be taken into the engine; comparing the detected air-fuel ratio with the target air-fuel ratio; Feedback correction coefficient setting means for setting a feedback correction coefficient for feedback-correcting the basic fuel supply amount by integral control or proportional integral control; and an air-fuel ratio detection value change rate for calculating a change rate of a detection value by the air-fuel ratio detection means. Calculating means; air-fuel ratio detection value deviation calculating means for calculating a deviation of the detection value from the reference value by the air-fuel ratio detecting means; change speed of the air-fuel ratio detection value and reference value of the air-fuel ratio detection value A feedback correction coefficient correction value setting means for setting a correction value of the feedback correction coefficient so as to correct the feedback correction coefficient set by the feedback correction coefficient setting means, based on the deviation from the basic fuel supply amount setting. Means for setting the fuel supply amount based on the basic fuel supply amount set by the means, the feedback correction coefficient set by the feedback correction coefficient setting means, and the correction value set by the feedback correction coefficient correction value setting means. Means, and fuel supply means for supplying fuel to the engine in accordance with a fuel supply signal corresponding to the fuel supply amount set by the fuel supply amount setting means.

〈作用〉 機関運転状態検出手段によって検出された機関運転状
態に基づいて基本燃料供給量設定手段により目標空燃比
に対応する基本燃料供給量が設定される。
<Operation> The basic fuel supply amount setting means sets the basic fuel supply amount corresponding to the target air-fuel ratio based on the engine operation state detected by the engine operation state detection means.

一方、空燃比検出手段によって検出された空燃比がフ
ィードバック補正係数設定手段により目標空燃比と比較
され、両者の大小関係に応じて基本燃料供給量をフィー
ドバック補正するためのフィードバック補正係数が積分
制御又は比例積分制御により設定される。
On the other hand, the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detecting means is compared with the target air-fuel ratio by the feedback correction coefficient setting means, and the feedback correction coefficient for performing the feedback correction of the basic fuel supply amount according to the magnitude relation between the two is integrated control or Set by proportional integral control.

また、これと並行して空燃比検出値変化速度算出手段
が、空燃比検出手段による空燃比検出値の変化速度を算
出し、空燃比検出値偏差算出手段が前記空燃比検出値の
基準値からの偏差を算出する。
In parallel with this, the air-fuel ratio detection value change speed calculation means calculates the change speed of the air-fuel ratio detection value by the air-fuel ratio detection means, and the air-fuel ratio detection value deviation calculation means calculates the air-fuel ratio detection value from the reference value of the air-fuel ratio detection value. Is calculated.

そして、フィードバック補正係数修正値設定手段は、
前記算出された空熱比検出値の変化速度と偏差とに基づ
いて、前記フィードバック補正係数設定手段によって設
定されたフィードバック補正係数を修正するように、フ
ィードバック補正係数の修正値を設定する。
Then, the feedback correction coefficient correction value setting means includes:
A correction value of the feedback correction coefficient is set so as to correct the feedback correction coefficient set by the feedback correction coefficient setting means based on the calculated change rate and deviation of the detected air-heat ratio.

燃料供給量設定手段は、前記各設定手段によって設定
された基本燃料供給量,フィードバック補正係数及びフ
ィードバック補正係数修正値に基づいて燃料供給量を設
定する。
The fuel supply amount setting means sets the fuel supply amount based on the basic fuel supply amount, the feedback correction coefficient, and the feedback correction coefficient correction value set by the setting means.

このようにして設定された燃料供給量に相当する燃料
供給信号により燃料供給手段が燃料を機関に供給する。
The fuel supply means supplies fuel to the engine according to the fuel supply signal corresponding to the fuel supply amount set as described above.

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第2図に本発明にかかる内燃機関の空燃比制御装置
(電子制御燃料噴射装置)の構成を示してある。
FIG. 2 shows the configuration of an air-fuel ratio control device (electronically controlled fuel injection device) for an internal combustion engine according to the present invention.

図において、内燃機関1には、エアクリーナ2,吸気ダ
クト3,スロットルチャンバ4及び吸気マニホールド5を
介して空気が吸入される。
In the figure, air is sucked into an internal combustion engine 1 through an air cleaner 2, an intake duct 3, a throttle chamber 4, and an intake manifold 5.

吸気ダクト3には、吸入空気流量Qを検出する熱線流
量計6が設けられていて、吸入空気流量Qに対応する電
圧信号Usを出力する。スロットルチャンバ4には、図示
しないアクセルペダルと連動する絞り弁7が設けられて
いて、吸入空気流量Qを制御する。吸気マニホールド5
には、各気筒毎に燃料供給手段としての電磁式の燃料噴
射弁8が設けられていて、後述するマイクロコンピュー
タを内蔵したコントロールユニット10からの噴射パルス
信号によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧
送されプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御さ
れた燃料を吸気マニホールド5内に噴射供給する。更
に、機関の冷却ジャケット14内の冷却水温度Twを検出す
る水温センサ11が設けられると共に、排気通路12内の排
気中酸素濃度を検出することによって吸入混合気中の空
燃比を検出する空燃比検出手段としての酸素センサ13が
設けられる。
The intake duct 3 is provided with a hot wire flow meter 6 for detecting the intake air flow rate Q, and outputs a voltage signal Us corresponding to the intake air flow rate Q. The throttle chamber 4 is provided with a throttle valve 7 interlocked with an accelerator pedal (not shown), and controls the intake air flow rate Q. Intake manifold 5
Is provided with an electromagnetic fuel injection valve 8 as a fuel supply means for each cylinder. The fuel injection valve 8 is driven to open by an injection pulse signal from a control unit 10 having a microcomputer described later. The fuel supplied from the pressure regulator is controlled to a predetermined pressure by the pressure regulator to inject and supply the fuel into the intake manifold 5. Further, a water temperature sensor 11 for detecting a cooling water temperature Tw in a cooling jacket 14 of the engine is provided, and an air-fuel ratio for detecting an air-fuel ratio in the intake air-fuel mixture by detecting an oxygen concentration in the exhaust gas in the exhaust passage 12. An oxygen sensor 13 is provided as detection means.

コントロールユニット10はクランク角センサ9からの
機関回転に同期して出力されるクランク単位角度信号を
一定時間カウントして又はクランク基準角度信号の周期
を計測して機関回転数Nを検出する。
The control unit 10 detects the engine speed N by counting a crank unit angle signal output in synchronization with the engine rotation from the crank angle sensor 9 for a fixed time or measuring the cycle of the crank reference angle signal.

熱線流量計6,クランク角センサ9及び水温センサ11は
機関運転状態検出手段を構成する。
The hot wire flowmeter 6, the crank angle sensor 9 and the water temperature sensor 11 constitute an engine operating state detecting means.

コントロールユニット10は、上記のようにして検出さ
れた各種検出信号に基づいて燃料噴射量Tiを演算すると
共に、設定した燃料噴射量Tiに基づいて燃料噴射弁8を
駆動制御する。
The control unit 10 calculates the fuel injection amount Ti based on the various detection signals detected as described above, and controls the driving of the fuel injection valve 8 based on the set fuel injection amount Ti.

上記コントロールユニット10による空燃比制御を第3
図及び第4図に示したフローチャートに従って説明す
る。
Air-fuel ratio control by control unit 10
This will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 4 and FIG.

第3図は燃料噴射量の演算に使用されるフィードバッ
ク補正係数LAMBDAと、LAMBDAの修正値とを設定するルー
チンを示し、このルーチンは機関の1回転毎に実行され
る。
FIG. 3 shows a routine for setting a feedback correction coefficient LAMBDA used for calculating the fuel injection amount and a corrected value of LAMBDA, and this routine is executed for each revolution of the engine.

ステップ(図ではSと記す。以下同様)1では酸素セ
ンサ14からの出力電圧Sを読み込む。
In step (referred to as S in the figure, the same applies hereinafter) 1, the output voltage S from the oxygen sensor 14 is read.

ステップ2では、前記出力電圧Sを理論空燃比相当と
の基準電圧と比較し、前者から後者を差し引いた偏差電
圧ΔS1に応じて積分誤差Eを設定する。具体的には、第
5図に示すように偏差電圧ΔS1が正の最大となる所でE
は正の最大値PB(例えば1),ΔS1が正の中位の値に相
当する所でEは正の中間値PM,ΔS1が正の小さい値に相
当する所でEは正の最小値PS,ΔS1が0近傍の値に相当
する所でEは0,ΔS1が負の小さい値に相当する所でEは
負の最小値NS,ΔS1が負の中位の値に相当する所でEは
負の中間値NM,ΔS1が負の最大となるところで負の最大
値NB(例えば−1)に設定される。
In step 2, comparing the output voltage S and the reference voltage of the stoichiometric air-fuel ratio corresponding to set the integration error E in accordance with the difference voltage [Delta] S 1 obtained by subtracting the latter from the former. Specifically, as shown in FIG. 5, when the deviation voltage ΔS 1 has a positive maximum, E
Minimum positive maximum value PB (e.g. 1), the E where [Delta] S 1 corresponds to the value of the positive middle-level E where positive intermediate value PM, [Delta] S 1 corresponds to a positive small value positive Where the value PS, ΔS 1 corresponds to a value near 0, E is 0, and where ΔS 1 corresponds to a small negative value, E is the negative minimum value NS, ΔS 1 corresponds to a negative middle value. At this point, E is set to a negative maximum value NB (for example, -1) where the negative intermediate value NM, ΔS 1 becomes a negative maximum.

ステップ3では積分誤差Eを0と比較し、E>0であ
るとき、つまり空燃比がリッチであるときにはステップ
4で進み、リーンからリッチへ反転した初回であるか否
かを判定する。
In step 3, the integration error E is compared with 0, and when E> 0, that is, when the air-fuel ratio is rich, the process proceeds to step 4, and it is determined whether or not the first time the air-fuel ratio has changed from lean to rich.

そして初回と判定されたときは、ステップ5へ進み、
フィードバック補正係数LAMBDAを前回値から所定の比例
分PLを減算し、2回目以降はステップ6へ進んで所定の
積分分IL(PL>>IL)ずつ減算していく。
And when it is determined that it is the first time, the process proceeds to step 5,
The feedback correction coefficient LAMBDA by subtracting a predetermined proportional portion P L from the previous value, the second and subsequent going subtracted by the program proceeds to step 6 a predetermined integral amount I L (P L >> I L ).

また、ステップ3でE<0と判定されたとき、つまり
空燃比がリーンであるときは、ステップ7へ進んでリッ
チからリーンへ反転した初回であるか否かを判定し、初
回のときはステップ8へ進んでLAMBDAを前回値に所定の
比例分PRを加算し、2回目以降はステップ9へ進んで所
定の積分分IR(PR>>IR)ずつ加算していく。
When it is determined in step 3 that E <0, that is, when the air-fuel ratio is lean, the process proceeds to step 7 to determine whether or not it is the first time of inversion from rich to lean. the willing LAMBDA to 8 by adding a predetermined proportional amount P R to the previous value, the second and subsequent continue to incremented by proceeds to step 9 a predetermined integral amount I R (P R >> I R ).

ステップ3でE=0と判定されたときは、LAMBDAの増
減は行わず、前回値に保持される。
When it is determined in step 3 that E = 0, LAMBDA is not increased or decreased and is kept at the previous value.

以上のフィードバック補正係数LAMBDAを設定するステ
ップ1〜9までの機能がフィードバック補正係数設定手
段を構成する。
The functions of steps 1 to 9 for setting the feedback correction coefficient LAMBDA constitute feedback correction coefficient setting means.

次いでステップ10〜12により前記フィードバック補正
係数LAMBDAを修正する修正値PIDが設定される。
Next, in steps 10 to 12, a correction value PID for correcting the feedback correction coefficient LAMBDA is set.

まずステップ10では、今回の酸素センサ14の出力電圧
から前回の出力電圧を差し引いて求められる偏差電圧Δ
S2に応じて比例誤差ΔEを設定する。
First, at step 10, the deviation voltage Δ obtained by subtracting the previous output voltage from the current output voltage of the oxygen sensor 14
Setting the proportional error ΔE according to S 2.

この場合も積分誤差Eを設定した場合と同様にして第
6図に示すように偏差電圧ΔS2の正の最大値〜負の最大
値の範囲で比例誤差Eを正の最大値PB,正の中間値PM,正
の最小値PS,0,負の最小値NS,負の中間値NM,負の最大値N
Bの7段階に設定する。
Maximum value PB range proportional error E positive in this case sixth positive maximum value - the maximum negative value of the deviation voltage [Delta] S 2 as shown in FIG similarly to the case of setting the integration error E is also positive Intermediate value PM, positive minimum value PS, 0, negative minimum value NS, negative intermediate value NM, negative maximum value N
Set to 7 stages of B.

この場合の比例誤差ΔEは、酸素センサ14の出力電圧
(空燃比検出値)の変化速度に相当する値として設定さ
れる。
The proportional error ΔE in this case is set as a value corresponding to the changing speed of the output voltage (air-fuel ratio detection value) of the oxygen sensor 14.

したがってステップ10の機能は空燃比検出値変化速度
検出手段を構成する。
Therefore, the function of step 10 constitutes the air-fuel ratio detected value change speed detecting means.

次にステップ11では空燃比検出値変化速度に相当する
値ΔEに対して、フィードバック補正係数LAMBDAの修正
値を設定するに際し、いわゆるファジィ推論を適用し、
その場合のファジィ量Uを演算する。
Next, in step 11, when setting a correction value of the feedback correction coefficient LAMBDA for the value ΔE corresponding to the air-fuel ratio detection value change speed, so-called fuzzy inference is applied,
The fuzzy amount U in that case is calculated.

ファジィ推論(制御)とは、簡略に述べれば、例えば
入力量(検出値)に対して操作量(制御量)を正又は負
にせよという命題等の確かさ(ファジィ量)を考慮し、
このファジィ量を重み付けして操作量を設定するように
したものである。
The fuzzy inference (control) is, in short, for example, taking into account the certainty (fuzzy amount) of a proposition such as making the operation amount (control amount) positive or negative with respect to the input amount (detection value),
The operation amount is set by weighting the fuzzy amount.

ファジィ量の設定の方式としては制御偏差の一階差分
や二階差分に対して夫々のファジィ量を設定し、各ファ
ジィ量から集合的に求める等の複雑なものもあるが、本
実施例では比較的簡易で済む方式として、前記比例誤差
ΔEに対し、積分誤差Eを加味した重み付けを行うこと
により第7図に示す如くファジィ量Uを設定する。
As a method of setting the fuzzy amount, there is a complicated method such as setting each fuzzy amount for the first-order difference or the second-order difference of the control deviation and collectively obtaining the fuzzy amounts from each fuzzy amount. As a simple method, a fuzzy amount U is set as shown in FIG. 7 by weighting the proportional error ΔE in consideration of the integral error E.

即ち、空燃比検出値の変化速度に相当するΔEが正の
大きな値のとき、つまり空燃比のリッチ方向への変化が
大のときはオーバーシュートにより空燃比が過剰にリッ
チ化することを抑制すべく、空燃比をリーン方向に修正
する修正制御量を大きくすべきである。但し、同じくΔ
Eが正の大きな値であっても、空燃比の検出値に相当す
る積分誤差Eが負の大きな値、つまり、空燃比がリーン
であるときはフィードバック補正係数はリッチ方向に大
きな値となって設定されているためリーン方向への修正
制御量をより大きくしてオーバーシュートによるリッチ
化を早めに制御するのがよいが、Eが正の大きな値であ
るとき、つまり空燃比がリッチであるときはフィードバ
ック補正係数はリーン方向に大きな値で設定されている
ためΔEに基づくリーン方向への修正制御量を大きくし
過ぎるとアンダーシュートによりリーン化が進みすぎて
しまうので余り大きくすべきではない。
That is, when ΔE corresponding to the change speed of the air-fuel ratio detection value is a large positive value, that is, when the change in the air-fuel ratio in the rich direction is large, excessive enrichment of the air-fuel ratio due to overshoot is suppressed. Therefore, the correction control amount for correcting the air-fuel ratio in the lean direction should be increased. However, also Δ
Even if E is a large positive value, when the integration error E corresponding to the detected value of the air-fuel ratio is a large negative value, that is, when the air-fuel ratio is lean, the feedback correction coefficient becomes a large value in the rich direction. Since it is set, it is preferable to increase the correction control amount in the lean direction and control the enrichment due to overshoot earlier, but when E is a positive large value, that is, when the air-fuel ratio is rich Since the feedback correction coefficient is set to a large value in the lean direction, if the correction control amount in the lean direction based on ΔE is too large, the leaning is excessively advanced due to undershoot, so that it should not be too large.

そこで、ファジィ量Uを正の値をリッチ方向への修正
制御(フィードバック補正係数LAMBDAを増大修正),負
の値をリーン方向への修正制御(LAMBDAを減少修正)に
対応させ、絶対値の大きさを夫々の修正制御を行うこと
の確かさに対応させると、ΔEが正の値で大きく、か
つ、Eの値が負の値で大きい程ファジィ量Uは負の値で
大きくし、ΔEが負の値で大きく、かつ、Eの値が正の
値で大きい程ファジィ量Uは正の値で大きくする。尚フ
ァジィ量Uの場合もE,ΔEの場合と同様正の最大値PB
(例えば1)〜負の最大値NB(例えば−1)まで7段階
に設定する。
Accordingly, the absolute value of the fuzzy amount U is adjusted so that the positive value corresponds to the correction control in the rich direction (the feedback correction coefficient LAMBDA is increased and corrected) and the negative value is the correction control in the lean direction (the LAMBDA is reduced and corrected). When the value of .DELTA.E is a positive value and the value of E is a negative value, the fuzzy amount U is increased by a negative value. The larger the negative value and the larger the value of E is a positive value, the larger the fuzzy amount U is a positive value. In the case of the fuzzy amount U, similarly to the case of E and ΔE, the positive maximum value
Seven levels are set from (for example, 1) to the maximum negative value NB (for example, -1).

ステップ12では、前記のようにして設定されたファジ
ィ量Uに応じてフィードバック補正係数LAMBDAの修正値
PIDを演算する。
In step 12, the correction value of the feedback correction coefficient LAMBDA is adjusted according to the fuzzy amount U set as described above.
Calculate the PID.

これは、第8図に示すように、ファジィ量Uが正の値
で大きい程LAMBDAの増大修正量を大きくするように、LA
MBDAの乗じられる修正値PIDを大きくし(例えば最大値
=1.05)、U=0のときは修正は行なわないようにPID
=1とし、ファジィ量が負の値で大きい程修正値PIDを
小さくする(例えば最小値=0.95)。
This is because, as shown in FIG. 8, the larger the fuzzy amount U is a positive value, the larger the LAMBDA increase correction amount is.
The correction value PID multiplied by MBDA is increased (for example, maximum value = 1.05), and when U = 0, no correction is performed so that PID is not performed.
= 1 and the correction value PID is made smaller as the fuzzy amount is a negative value and larger (for example, the minimum value = 0.95).

以上のステップ10〜12の機能がフィードバック補正係
数修正値設定手段を構成する。
The functions of steps 10 to 12 constitute the feedback correction coefficient correction value setting means.

次に以上のようにして求めたフィードバック補正係数
LAMBDA及びその修正値PIDを用いて燃料噴射量Tiを演算
するルーチンを第4図に示したフローチャートに従って
説明する。
Next, the feedback correction coefficient obtained as described above
A routine for calculating the fuel injection amount Ti using the LAMBDA and its correction value PID will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

このルーチンは定周期(例えば10ms)毎に実行され
る。
This routine is executed at regular intervals (for example, every 10 ms).

ステップ21では熱線流量計6から検出された吸入空気
流量Qと、クランク角センサ9からの信号に基づいて検
出された機関回転数Nとを入力する。
In step 21, the intake air flow rate Q detected by the hot wire flowmeter 6 and the engine speed N detected based on a signal from the crank angle sensor 9 are input.

ステップ22では、これら、吸入空気流量Q及び機関回
転数Nとに基づいて、機関の単位回転当たりの吸入空気
量に比例した燃料の基本噴射量Tpを次式により演算す
る。
In step 22, based on the intake air flow rate Q and the engine speed N, a basic fuel injection amount Tp proportional to the intake air amount per unit rotation of the engine is calculated by the following equation.

Tp=K・Q/N(Kは定数) これらステップ21,22の機能が基本燃料供給量設定手
段を構成する。
Tp = K · Q / N (K is a constant) The functions of these steps 21 and 22 constitute basic fuel supply amount setting means.

ステップ23では水温センサ11によって検出された冷却
水温度Tw等に応じた各種補正係数COEFを設定する。
In step 23, various correction coefficients COEF according to the cooling water temperature Tw detected by the water temperature sensor 11 and the like are set.

ステップ24ではバッテリの電圧値に基づいて電圧補正
分Tsを設定する。
In step 24, the voltage correction Ts is set based on the battery voltage value.

ステップ25ではλコントロール条件であるか否かを判
定する。
In step 25, it is determined whether or not the condition is the λ control condition.

ここで、λコントロール条件でない例えば高回転・高
負荷領域等の場合は、ステップ26へ進んでフィードバッ
ク補正係数LAMBDA及び修正値PIDを前回値(又は基準
値)にクランプした状態で後述するステップ28へ進む。
Here, if the condition is not the λ control condition, for example, in a high rotation / high load region, the process proceeds to step 26, and the process proceeds to step 28 described below in a state where the feedback correction coefficient LAMBDA and the correction value PID are clamped to the previous values (or reference values). move on.

λコントロール条件の場合は、ステップ27へ進んで第
3図に示したルーチンで設定されたフィードバック補正
係数LAMBDA及び修正値PIDを入力する。
In the case of the λ control condition, the routine proceeds to step 27, where the feedback correction coefficient LAMBDA and the correction value PID set in the routine shown in FIG. 3 are input.

ステップ28では燃料噴射量Tiを次式に従って演算す
る。
In step 28, the fuel injection amount Ti is calculated according to the following equation.

Ti=Tp・COEF・LAMBDA・PID+Ts このステップ28の機能が燃料供給量設定手段を構成す
る。
Ti = Tp · COEF · LAMBDA · PID + Ts The function of step 28 constitutes a fuel supply amount setting means.

このようにして燃料噴射量Tiが演算されると、そのTi
のパルス幅をもつ駆動パルス信号が機関回転に同期して
所定のタイミングで燃料噴射弁8に与られ、燃料噴射が
行われる。
When the fuel injection amount Ti is calculated in this way, the Ti
Is applied to the fuel injection valve 8 at a predetermined timing in synchronization with the rotation of the engine, and fuel injection is performed.

そして、以上示した本発明による燃料噴射制御におい
ては、フィードバック補正係数LAMBDAは、空燃比検出値
の変化速度に基づいて設定される修正値PIDにより空燃
比の変化状態を予測した修正が行われるため、フィード
バック制御による空燃比の変動を効果的に抑制できる。
特に本実施例の場合第9図に示すように修正値PIDをフ
ァジィ推論を用いてより適正な値に設定することができ
るため空燃比を可及的に安定させることができ、サージ
トルクを低減でき乗り心地を改善できると共に排気浄化
性能を高めることができる。
In the fuel injection control according to the present invention described above, the feedback correction coefficient LAMBDA is corrected by predicting the change state of the air-fuel ratio by the correction value PID set based on the change speed of the air-fuel ratio detection value. In addition, the fluctuation of the air-fuel ratio due to the feedback control can be effectively suppressed.
Particularly in the case of this embodiment, as shown in FIG. 9, the correction value PID can be set to a more appropriate value by using fuzzy inference, so that the air-fuel ratio can be stabilized as much as possible, and the surge torque can be reduced. As a result, the riding comfort can be improved and the exhaust purification performance can be enhanced.

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、空燃比検出値の
変化速度と基準値からの偏差とに基づき、空燃比の変化
状態を逐次きめ細かく予測しつつフィードバック制御量
を修正する構成としたため、空燃比の変動を可及的に抑
制でき、もってサージトルクの低減による乗り心地改
善,排気浄化性能の改善を可及的に促進できる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, the feedback control amount is corrected while sequentially predicting the change state of the air-fuel ratio based on the change speed of the detected air-fuel ratio value and the deviation from the reference value. Because of the configuration, the fluctuation of the air-fuel ratio can be suppressed as much as possible, thereby improving the riding comfort and the exhaust purification performance by reducing the surge torque as much as possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明の一実施例の構成を示す図、第3図は同上実施例のLA
MBDA及びPID演算ルーチンを示すフローチャート、第4
図は同上実施例の燃料噴射量演算ルーチンを示すフロー
チャート、第5図は同上実施例で用いる積分誤差E設定
用のマップ、第6図は同上実施例で用いる比例誤差ΔE
設定用のマップ、第7図は同上実施例で用いるファジィ
量U設定用のマップ、第8図は同上実施例で用いる修正
値PID設定用のマップ、第9図は同上実施例の制御時の
各種状態量を示すタイムチャートである。 1……機関、6……熱線流量計、8……燃料噴射弁、9
……クランク角センサ、10……コントロールユニット、
11……水温センサ、13……酸素センサ
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG.
Flow chart showing MBDA and PID calculation routine, fourth
FIG. 5 is a flowchart showing a fuel injection amount calculation routine of the embodiment, FIG. 5 is a map for setting an integral error E used in the embodiment, and FIG. 6 is a proportional error ΔE used in the embodiment.
FIG. 7 is a map for setting a fuzzy amount U used in the above embodiment, FIG. 8 is a map for setting a correction value PID used in the above embodiment, and FIG. It is a time chart which shows various state quantities. 1 ... engine, 6 ... hot wire flow meter, 8 ... fuel injection valve, 9
…… Crank angle sensor, 10 …… Control unit,
11 ... Water temperature sensor, 13 ... Oxygen sensor

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】機関運転状態を検出する機関運転状態検出
手段と、 検出された機関運転状態に基づいて燃料の基本供給量を
設定する基本供給量設定手段と、 機関に吸入される混合気の空燃比を検出する空燃比検出
手段と、 検出された空燃比と目標空燃比とを比較し、両者の大小
関係に応じて前記基本燃料供給量をフィードバック補正
するためのフィードバック補正係数を積分制御又は比例
積分制御により設定するフィードバック補正係数設定手
段と、 空燃比検出手段による検出値の変化速度を算出する空燃
比検出値変化速度算出手段と、 空燃比検出手段による検出値の基準値からの偏差を算出
する空燃比検出値偏差算出手段と、 空燃比検出値の変化速度と空燃比検出値の基準値からの
偏差とに基づいて、前記フィードバック補正係数設定手
段によって設定されたフィードバック補正係数を修正す
るようにフィードバック補正係数の修正値を設定するフ
ィードバック補正係数修正値設定手段と、 前記基本燃料供給量設定手段で設定した基本燃料供給
量,前記フィードバック補正係数設定手段で設定したフ
ィードバック補正係数,前記フィードバック補正係数修
正値設定手段で設定された修正値とに基づいて燃料供給
量を設定する燃料供給量設定手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
1. An engine operating state detecting means for detecting an engine operating state; a basic supply amount setting means for setting a basic supply amount of fuel based on the detected engine operating state; Air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio, comparing the detected air-fuel ratio with the target air-fuel ratio, and integrating or controlling a feedback correction coefficient for feedback-correcting the basic fuel supply amount according to the magnitude relationship between the two. Feedback correction coefficient setting means set by proportional integration control; air-fuel ratio detection value change speed calculation means for calculating the change speed of the detection value by the air-fuel ratio detection means; and deviation of the detection value from the reference value by the air-fuel ratio detection means from the reference value. An air-fuel ratio detection value deviation calculating means for calculating; and a feedback correction coefficient setting means based on a change speed of the air-fuel ratio detection value and a deviation of the air-fuel ratio detection value from a reference value. Feedback correction coefficient correction value setting means for setting a correction value of the feedback correction coefficient so as to correct the feedback correction coefficient set by the control means; a basic fuel supply amount set by the basic fuel supply amount setting means; Fuel supply amount setting means for setting the fuel supply amount based on the feedback correction coefficient set by the means and the correction value set by the feedback correction coefficient correction value setting means. Air-fuel ratio control device.
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